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        將科學(xué)實踐融入課堂教學(xué)
        ——以高中生物《伴性遺傳》教學(xué)設(shè)計為例

        2020-12-18 05:27:52湖南省會同縣第三中學(xué)朱朝義
        發(fā)明與創(chuàng)新 2020年42期
        關(guān)鍵詞:色盲遺傳病食指

        ■湖南省會同縣第三中學(xué) 朱朝義

        湖南省會同縣教育局教研室 粟軍君

        湖南省會同縣第一完全小學(xué) 楊慎姣

        一、教材分析

        《伴性遺傳》一節(jié)是對孟德爾遺傳定律的擴展、補充和深化,通過對色盲等伴性遺傳現(xiàn)象的學(xué)習(xí),探究基因分離定律在性染色體遺傳上的作用。該內(nèi)容與實際生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密,筆者通過探究和拓展活動層層深入,將課外科學(xué)實踐活動與課堂教學(xué)有機融合,著力提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、必備品格與關(guān)鍵能力。

        二、教學(xué)目標

        通過典型伴性遺傳的案例學(xué)習(xí),形成“性染色體上基因的遺傳和性別相關(guān)聯(lián)”的觀點;通過課外伴性遺傳性狀調(diào)查和課堂深入探究,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、假說解釋、尋找證據(jù)、分析結(jié)果及交流分享等科學(xué)探究能力;通過遺傳系譜圖信息加工過程,構(gòu)建伴性遺傳概念并總結(jié)幾種伴性遺傳的特點,以及培養(yǎng)演繹推理、歸納概括等科學(xué)思維能力;通過將伴性遺傳規(guī)律應(yīng)用于實踐等,建立關(guān)愛弱勢群體、關(guān)注遺傳病防治和預(yù)防遺傳病的責(zé)任意識和擔(dān)當。

        三、教學(xué)過程

        (一)新課導(dǎo)入

        科技創(chuàng)新社團成員表演小品,再現(xiàn)英國化學(xué)家約翰·道爾頓發(fā)現(xiàn)色盲的情景。

        (二)科學(xué)探究

        1.人類紅綠色盲癥的遺傳方式

        學(xué)生閱讀教材第34頁“分析人類紅綠色盲癥”,利用其中典型紅綠色盲家系圖進行探究:紅綠色盲基因位于X染色體上還是Y染色體上?是顯性基因還是隱性基因?得出控制紅綠色盲的基因為位于X染色體上的隱性基因。

        2.人類紅綠色盲癥的遺傳規(guī)律

        出示人類X、Y染色體結(jié)構(gòu)模式圖,說明紅綠色盲基因是在X染色體的非同源區(qū)段,引導(dǎo)學(xué)生小組合作探究:紅綠色盲的基因型有哪些?人類婚配組合有哪幾種?分組完成幾種婚配組合的遺傳圖解,從中總結(jié)出其遺傳規(guī)律。

        注意提醒學(xué)生伴性遺傳也遵循孟德爾遺傳規(guī)律,強調(diào)親本組合5(XbXb×XBY)和親本組合6(XBXb×XBY)子代性狀與性別關(guān)聯(lián)比較明顯,如圖1。

        圖1

        3.人類伴性遺傳性狀的調(diào)查研究

        科技創(chuàng)新社團成員課前分別對人類部分遺傳性狀進行調(diào)查研究,其中“食指與無名指長短”調(diào)查研究小組在課堂上向全體同學(xué)分享原始調(diào)查數(shù)據(jù),并共同完成以下探究任務(wù):判定該性狀的遺傳方式;寫出各種婚配方式的基因型;分析概括“食指比無名指短”和“食指與無名指等長或食指長于無名指”各有何遺傳特點。

        引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系探究活動2,通過分析圖2中③和④兩種婚配組合,得出該性狀的遺傳與性別相關(guān)聯(lián)。其中“食指短”屬伴X隱性性狀,“食、無等長或食指長于無名指”屬伴X顯性性狀,且“食指短”男性多于女性,而“食、無等長或食指長于無名指”則女性多于男性。

        圖2

        各種組合中的子代表現(xiàn)情況既為探究活動2伴性遺傳規(guī)律提供實證,又為探究活動4中總結(jié)男、女發(fā)病率不同的伴性遺傳特點埋下伏筆。

        4.各類伴性遺傳病的遺傳特點

        依次出示伴X隱性(紅綠色盲)、伴X顯性(抗維生素D佝僂病)、伴Y染色體(外耳道多毛癥)等典型的伴性遺傳病家系圖,探究伴X隱性、伴X顯性、伴Y染色體遺傳病各有何特點,如圖3。

        圖3

        引導(dǎo)學(xué)生充分利用典型遺傳病系譜圖中蘊含的信息,緊扣前3個探究活動成果,特別是探究活動2中親本組合(XbXb×XBY)中“男性X染色體只能來自母親,肯定傳給女兒”這一遺傳規(guī)律,同時強調(diào)“男患>女患”或“女患>男患”這一特點是通過探究活動3這樣的群體遺傳調(diào)查(樣本數(shù)須足夠多),而不是僅通過家系圖就能直接得出,最后總結(jié)概括并板書如下:

        一、伴X隱性遺傳(紅綠色盲癥)

        ①男患>女患;②一般為隔代交叉遺傳;③女患,父子必患。

        二、伴X顯性遺傳(抗維生素D佝僂?。?/p>

        ①女患>男患;②世代連續(xù)遺傳;③男患,母女必患。

        三、伴Y遺傳(外耳道多毛癥)

        父傳子、子傳孫,傳男不傳女。

        5.伴性遺傳規(guī)律的實踐應(yīng)用

        指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第36—37頁“伴性遺傳在實踐中的應(yīng)用”,利用素材“雞的性別決定方式為ZW型,雌性個體的兩條性染色體為異型(ZW),雄性個體的兩條性染色體為同型(ZZ)(和XY型正好相反);雞的羽毛蘆花(B)對非蘆花(b)是顯性,基因位于Z染色體上”合作探究:現(xiàn)有一個蛋雞場想多養(yǎng)母雞,能否設(shè)計一個配種方案,能根據(jù)雞的子代早期羽毛的特征來區(qū)分其雌雄?伴性遺傳的原理在生產(chǎn)生活中還有哪些應(yīng)用?

        圖4

        利用探究活動2的成果,僅有親本為XbXb×XBY的組合,其子代具有“性別不同性狀不同”這一遺傳規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生通過知識遷移,得出ZbZb×ZBW雜交組合,即將蘆花母雞與非蘆花公雞雜交,其子代具有蘆花性狀的必為公雞,非蘆花性狀的必為母雞,并進一步引導(dǎo)學(xué)生討論伴性遺傳在優(yōu)生優(yōu)育等方面的應(yīng)用。

        (三)鞏固拓展

        1.改編科學(xué)微電影

        觀看科技創(chuàng)新社團制作的科學(xué)微電影《色盲驚魂案》片段(根據(jù)電視劇《少年包青天Ⅱ》第23集改編):樊父患有色盲,包拯由此推斷樊啞子也患有色盲;樊啞子將做了手腳的招供狀誤以為是申冤狀而畫押,因此是被冤枉的(如圖5)。

        提出問題:包拯的斷案依據(jù)科學(xué)嗎?劇本該如何改編?如果是Y染色體遺傳又該如何編寫?

        圖5 如圖,“我交代,是別人所殺”是用紅色字體寫在上半頁的綠色背景上,致使紅綠色盲患者樊啞子只能看到下半頁的“駝背不是我謀殺”

        學(xué)生不難得出:兒子是色盲與其父親是否是色盲沒有任何關(guān)系,應(yīng)改為“母親是色盲,所以兒子一定是色盲”。假如是Y染色體遺傳病,劇本就不用改。

        最后提出“為什么道爾頓的母親不是色盲,她的兩個兒子卻均為色盲?”讓學(xué)生討論分析,進一步鞏固相關(guān)知識。

        2.改進交通信號燈

        利用PPT拋出“數(shù)以千萬計的紅綠色盲患者不能考駕照,你有何解決方案?”的創(chuàng)新問題,引導(dǎo)學(xué)生課后設(shè)計科學(xué)創(chuàng)意或發(fā)明創(chuàng)新作品。

        (四)課堂小結(jié)

        歸納總結(jié)本節(jié)課的重點、難點和關(guān)鍵點,利用概念圖,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建伴性遺傳知識網(wǎng)絡(luò)體系。

        四、教學(xué)反思

        將科學(xué)實踐活動與生物課堂教學(xué)融合,不僅有利于師生對教學(xué)內(nèi)容的深入理解,也有利于科技教育的常態(tài)化開展,課堂內(nèi)外相得益彰,學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、必備品格與關(guān)鍵能力得以不斷提升。

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